啤酒厂污水处理设计计算书

啤酒厂污水处理设计计算书内容摘要：

47。 (2010) = 满足上升流速在 ~，符合要求。 沉淀器表面流速 Vs ≤ 气体上升流速 Vg = 1m/h 沉淀器缝隙处流速 Vo ≤ 12m/h UASB反应器详细设计 （ 1）三相分离器设计 沉淀区设计 三相分离器沉淀区的表面负荷率为： 15000247。 (244 2010) = 𝑚3/(𝑚2 ∙ℎ) 1𝑚3/(𝑚2 ∙ℎ) 满足要求。 回流缝设计 设上三角形集气罩斜面水平夹角为 60176。 ，下三角形集气罩取 55176。 ，下三角形高 h3 = ，上三角形顶部水深 h2 = ， 则下三角集气罩底的宽度： b1 = h3/tg55176。 = 设单元三相分离器宽 b 为 2m，每池共 10 个单元， 则下集气罩之间的宽 b2 = b－ 2b1 = 回流缝总面积 a1 = b2 l n = 10 10 = 81m2 下三角形集气罩之间缝 b2 中的水流（不考虑气的影响）上升流速： 13 v1 = Qa1= 15000244 81 = 2m/h 满足要求。 设上三角形集气罩回流缝的宽度 b3 = ， 则回流缝面积 a2 = b3 l 2n = 80m2 则上三角形集气罩回流缝的水流上升速度 v2 = Qa2= 1500024 480 = 2m/h 两控制断面，均满足 ，具有较好的固液分离要求。 确定上三角形集气罩位置： 上三角集气罩下端 C 至下三角形斜面和垂直距离为： CE = b3sin55176。 = = ， BC = b3tan55176。 =。 AB 水平投影一般为 10~20cm，这里取 20cm， 𝐴𝐵 = 𝑐𝑜𝑠55 = 𝑚， 可以确定上三角形集气罩的形高： h4 = (ABcos55176。 + b22 )tan60176。 = 已知上三角形集气罩顶的水深为 1. 0m，则上下三角形集气罩在反应器内的位置均已经确定。 （ 2）进水系统设计 采用穿孔管布水器，每个反应器沿长度方向设 9 根 DN100 的穿孔布水管，每两根之间中心距为 2m，两边配水管距距墙 (20− 29)247。 2 = 配水管中流速为： v = 15000247。 4247。 (2436009π[(10010−3)2 247。 4] = 𝑚/s 每根布水管上设置 8 个喷嘴，每池共设喷嘴 89 = 72个。 配水孔径采用φ15mm，孔距 1m，两端孔中心距墙 (10− 17)/2 =。 孔口朝向池底，与铅垂线成 45 度方向开孔。 穿孔管中心距反应池底。 每个喷嘴服务面积为： 2010 247。 72 = 𝑚2 2𝑚2，符合容积负荷对应的进水口负荷设计要求。 每个反应器共有 72 个出水孔，若采用连续进水，每个孔的流速为： v = 15000 4244360072π (1510−3)2 = （ 3）出水系统设计 采用三角堰出水渠，设渠宽 ，渠内 水深 ，每个反应器沿长度方向设 10 条出水渠，设在每个上三角形集气罩正上方。 渠内流速： v = 15000/(244360010 ) = 三角堰设计： 设堰上水头 H=，每个三角堰流量 q： q = = 三角堰个数 n： 14 n = Q/q = 15000/(424360010)≈ 32 双边排水，取每边各 16 个，三角堰中心距： l = L/16 = 10/16 = 三角堰出水汇入集水槽，出水槽宽 ，坡度 ，经出水槽进入集水井（ 2m2m3m），集水井底部设出水管 DN500。 （ 4）排泥系统设计 把配水管兼作排泥管用，可以均匀排除污泥床区的污泥，并在反应器中部以及池底设 DN200 排泥管各一根，底部排泥管兼做放空管。 剩余污泥量的确定与每天去除的有机物量有关，当没有相关的动力学常数时可根据经验数据确定。 一般情况下，可按每去除 1kgCOD 产生 kgVSS计算。 本工程取 X=，则产泥量为：每日污泥产量为： 15000202070% 取 VSS/SS=,则污泥总产量为 1680/= 2240kgSS/d 此外，在池壁全高上设置若干个取样管，可以取反应器内的污泥样，以随时掌握污泥在高度方向的浓度分布情况。 并可计算反应器的存泥总量，以确定是否需要排泥。 排泥管排泥经过廊道底部的排泥槽进入集泥井。 （ 5）沼气收集系统设计 沼气由 φ100mm的集气管收集，先后通过水封罐和气水分离器，由输气管输送到储气罐。 1．沼气贮柜的设计计算 设沼气产率为 ,则每日沼气产量为： 150003 70% = 12600𝑚3/𝑑 储气罐容积计算如下： 贮存沼气量按平均日产气量的 40%，即 5040𝑚3计算。 采用高压干式球形气罐，设工作压力为 ，则所需球形气罐容积为 1200m3，取球形气罐的直径为 13m。 2．水封罐的设计计算 水封罐的作用是控制三相分离器的集气室中气液两相的界面高度，保证集气室出气管在反应器运行过程中不被淹没，运行稳定并将沼气即时排除反应器，以防止浮渣堵塞等问题发生。 经验表明，水封罐中的冷凝水将有积累，因此在水封罐中有一个排除冷凝水的出口，以保持罐中的水位。 水封高度 取 ，水封罐面积一般为进气管面积的 4 倍，则水封罐面积 S = πd2 247。 4 4 = 水封罐直径取。 本场共设四个水封罐，并配套设置两个气水分离器。 生物选择器 设计参数 采用一个厌氧生物选择器，水力停留时间取。 15 设计计算 尺寸设计 氧化沟污泥回流比为 %，则生物选择器总体积为： V总 = Q总 (1+R)t = 15000(1+ ) = 采用一个生物选择器，设计尺寸为： 12m8m6m = 576m3 进出水布置 （ 1）进水布置 生物选择器的进水流量为： Q = 15000m3/d = 污水管道非金属管最大设计流速为 5m/s，最小设计流速。 取设计流速为 1m/s，则管径 D 为： D = √4Qπv = √4 1 = 470mm 取管径 D=450mm。 核算流速： v = 4QπD2 = 4 = 进水管取覆土深度为 ，进水口在池高 1m处。 （ 2）出水布置 生物选择器有两条出水管，分别通入两个氧化沟内。 则每条出水管的流量为： Q′ = Q(1+R)2 = (1+%)2 = 污 水管道非金属管最大设计流速 5m/s，最小设计流速。 取设计流速为 1m/s，则管径 D’为： D′= √4Q′πv = √4 π 1 = 424mm 取出水管管径 D’=400mm。 核算流速： v = 4Q′πD′2 = 4 = 取出水口在池高 2m处。 回流污泥布置 生物选择器的回流污泥流量为： Q’’ = QR = % = 污水管道非金属管最大设计流速 5m/s，最小设计流速。 取设计流速为 1m/s，则管径 D’’为： 16 D′′ = √4Q′′πv = √4 1 = 373mm 取管径 400mm。 核算流速： v = 4Q′′πD′′2 = 4 = 进水口在池高 1m处。 水下搅拌器布置 设折合单位池容输入功率为 4W/m3，则该生物选择器需要输入的功率为：，用三台 ITTD 公司的 Op8110 型混合搅拌机，功率为。 氧化沟 设计参数 氧化沟采用单沟式卡鲁塞尔氧化沟。 本方案平行设计二组氧化沟，每组流量Q = Q总2 = 7500m3/d。 以下均按每组氧化沟进行设计计算。 悬浮物去除率取 80%（出水 SS 浓度为 48mg/L）； BOD5 去除率取 94%（出水 BOD5 浓度为 9mg/L）。 五日生化需氧量污泥负荷 Ls=()（ ~）； 污泥浓度（ MLVSS） X=4000mg/L（ 2020~4000）； 污泥产率 Y=（ ~）； 20℃ 时的衰减系数 Kd20=（ ~）； 需氧量 （ ~）。 设计计算 氧化沟尺寸设计 （ 1）好氧区容积计算 氧化沟进水 BOD 浓度 B0=150mg/L，设计去除率取 94%，则氧化沟出水 BOD浓度为 Be=9mg/L； 采用污泥负荷法确定每组氧化沟体积为： V1 = Q(B0 −Be)LsX= 7500(150− 9) 4000 = 好氧区内水力停留时间为： t1 = V1Q = = =。 则求解污泥龄： 1θc =QYobs(B0 −Be)V1X(1+Kdθc) =7500 (150−9)4000(1+ −20 θc) θc = 17 （ 2）缺 氧区容积计算 缺氧区水力停留时间 t2 取 2h（ ~），则缺氧区容积为： V2 = t2Q= 224 7500= 625m3。 （ 3）厌氧区容积计算 厌氧区水力停留时间 t3 取 （ 1~2），则厌氧区容积为： V3 = t3Q= 7500 =。 （ 4）氧化沟总体积计算 V = V1+ V2 + V3 = 2950m3 采用 Mammutrotoren 转刷曝气机进行曝气，转刷有效长度为 ，沟宽b=。 氧化沟设计水深取 h=，超高。 则氧化沟面积 A1=。 设氧化沟为两端 为半圆形，中间部分为矩形，忽略中心隔墙的体积，通过以下方程求解直线长度 l0： 212 πb2 +2bl0 = A1 2 12π + 2 l0 = 得 l0 = 则氧化沟总长为 l = l0 + 2b = +2 =。 则氧化沟实际尺寸： l0 = ； l = ； b = ； A1 = ； V = 2950m3 污泥计算 （ 1）污泥回流比确定 设回流污泥浓度 Xr=10000mg/L，生物选择器进水 SS 浓度 X0=240mg/L，出水活性污泥浓度 X=4000mg/L。 由 QX0 +QrXr = (Q+ Qr)X 7500240+Qr 10000= (7500+ Qr)4000 Qr = 4700m3/d 则污泥回流比为 R = QrQ1= 47007500 = %。 （ 2）剩余污泥产量计算 ∆X = VXθc= 2950 = 当污泥浓度为 10000mg/L时（即含水率为 99%），则污泥体积为。 曝气计算 碳化总需氧量： O2(C)= (B0 − Be)= 7500(150− 9)= 为满足脱氮要求，取总需氧量为碳化总需氧量的 倍，则总需氧量为： O2 = O2(C) = 18 20℃ 下饱和溶解氧浓度为 ；该地平均水温为 摄氏度，该温度下饱和溶解氧浓度为 （采用内插法求得），混合液 DO 浓度为 ，KLa 修正系数 α=，饱和溶解氧修正系数 β = ，当地大气压为标准大气压。 则标准氧转移速度为： R0 = RCs(20)α−20(βρCs(T) − Cl)= −20 (1 −) = 采用转刷曝气机，采用 Mammutrotoren转刷曝气机进行曝气，转刷有效长度为。 其充氧能力为 (mh)，则单个转刷的充氧能力为 = kgO2/h，需转刷数为 ≈2个。 进出水设计 氧化沟由生物选择器供水，进水管为 400mm非金属管，出水管为 400mm 非金属管。 氧化沟出水采用活动堰板结构，以便于控制氧化沟内水的深度。 尺寸为 1m m m，上端与氧化沟池顶相平。 其他构筑物 （ 1）导流墙与挡流板 为保持氧化沟内具有污泥不沉积的流速，减少能量损失，设置导流墙与挡流板。 在弯道处设置两道导流墙，使外侧渠道宽为沟宽的 1/2，内侧两渠道宽为沟宽的 1/4。 导流墙在下游方向延伸一个沟宽的长度，宜高出设计水位 ，墙厚250mm。 在曝气转刷的上游和下游宜挡流板，挡流板设在水面下。 上游挡流板高 ，垂直安装于曝气转刷上游 4m 处。 下游挡流板设置于曝气转刷下游 处，与水平成 60176。 角倾斜放置，顶部在水面下 150mm，挡板下部水深。 （ 2）水下推进器 设单位池容输入功率为 ，每池需要总输入功率为： P=2950=5310W=。 选取 ITTD 公司的 Op8121 型水下推进器，每个功率为 ，每池 4 个，共 6kW。 集 配水井 配水井的作用是将来自两座氧化沟的废水均匀分配到 2 座二沉池中。 按进水量 Q=，水力停留时间 HRT=4min计算。 水体积： V水 = Qt = 4601000 = 𝑚3，取 V水 = 70𝑚3.。